PLC機械滑臺工藝設計流程控制

.z.---.可修編.機械滑臺工藝流程控制3如下免責申明，下載者必讀!!!免責申明：本報告及其程序僅供參考，交流之用，若出現(xiàn)調試意外，本人概不負責。程序部分在本機上基本可以運行，不排除其中有bug、其他未提及等錯誤情況，需要下載者進一步思考完善。若在其他試驗機型調試中出現(xiàn)意外，本人概不負責。報告部分因時間比較緊，難免出錯，望下載者細細閱讀思考后，發(fā)現(xiàn)錯誤并指明。本報告初期有引用他人資料之嫌，后已大加改進，如若還有雷同相似之處，望有疑問者聯(lián)系本人，本人與之再行商榷。****大學電氣與自動化工程學院《PLC控制技術實訓》題目：機械滑臺工藝流程控制3姓名：學號：班級：指導教師：起止日期：目錄1.設計任務書…………11.1設計任務1.2設計目的及要求1.3設計容及報告要求2基礎實訓項目一：………………52.1總體設計方案2.2I/O地址分配表2.3PLC外部接線圖2.4元件及功能表2.5流程圖2.6程序3基礎實訓項目二：………………93.1總體設計方案3.2I/O地址分配表3.3PLC外部接線圖3.4元件及功能表3.5流程圖3.6程序4．綜合型自主實訓項目………………141.總體設計方案1.1方案的確定1.2設計方案2.I/O地址分配表3元件及功能表4.流程圖，順序功能圖，梯形圖及指令表4.1流程圖4.2順序功能圖4.3梯形圖4.4程序說明5.程序的調試運行及其結果5.1手動控制的調試運行及結果5.2單步控制的調試運行及結果5.3自動循環(huán)控制的調試運行及結果5.個人小結………………316.參考文獻……………32-.z.1．任務書《PLC控制技術》實訓任務書(五)題目：機械滑臺工藝流程控制系統(tǒng)設計（三）實訓學生需要完成2個基礎實訓項目和1個綜合型自主實訓項目的訓練。一、基礎實訓項目一：霓虹燈的PLC控制系統(tǒng)的設計一）實訓目的1、進一步鞏固掌握PLC基本指令功能的及其運用方法；2、根據(jù)實訓設備，熟練掌握PLC的外圍I/O設備接線方法3、初步掌握PLC程序設計方法，養(yǎng)成良好的設計習慣，培養(yǎng)基本的設計能力；二)實訓設備：三相交流電源模塊30822001、直流電源模塊30824001、PLC主機單元模塊30864002、數(shù)字量輸入模塊30824003、霓虹燈顯示模塊18504003、個人計算機PC、PC/MPI編程電纜。三)工藝控制要求：按下啟動按鈕，燈A亮1秒，接著燈B,C,D,E,F,G,H,I亮1秒,之后燈J1,J2,K1,K2,L1,L2,M1,M2,N1,N2,O1,O2也被點亮。1秒后，燈J1,J2,K1,K2,L1,L2,M1,M2,N1,N2，O1,O2熄滅，再過1秒，燈B,C,D,E,F,G,H,I熄滅，同樣再過1秒后，燈A熄滅。緊接著過1秒燈A再次被點亮，重復以上過程，循環(huán)往復。按下停止按鈕后，所有燈都熄滅。四)實訓容：1、進行PLC的I/O地址分配，并畫出霓虹燈的PLC控制系統(tǒng)的接線圖。2、設計由PLC控制的霓虹燈梯形圖程序。3、輸入自編程序，上機調試、運行直至符合動作要求。二、基礎實訓項目二：模擬量采集與數(shù)據(jù)處理的綜合應用一）實訓目的1、掌握PLC中模擬量輸入、輸出的基本工作原理。2、掌握數(shù)據(jù)處理指令的運用方法。3、掌握功能、功能塊的應用，中斷組織塊OB35用法。4、掌握DB塊建立與數(shù)據(jù)訪問方法。二）實訓設備：三相交流電源模塊30822001、直流電源模塊30824001、PLC主機單元模塊30864002、數(shù)字量輸入模塊30824003、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊、個人計算機PC、PC/MPI編程電纜。三）實訓項目原理與要求1、用模擬量輸入模塊3081400模擬溫度測量變送器，假設當溫度是0℃時，對應電位器輸出0V電壓，假設當溫度是1002、用模擬量輸出模塊308140098模擬電動執(zhí)行器，電壓為0V時，執(zhí)行器開度為0%，電壓為10V時執(zhí)行器開度為100%。用PLC模擬量輸出模塊控制執(zhí)行器，控制量數(shù)據(jù)輸出頻率是1次/秒，用OB35塊的方法控制執(zhí)行器。控制量多少采用觸摸屏輸入。四）實訓項目的步驟：1、根據(jù)項目要求擬定I/O地址分配表，畫出外部接線圖，并進行接線圖線路連接。輸入設備輸出設備序號名稱代號地址序號名稱代號地址1開關S1I0.01電壓表M1或M2QW2722電位器10KΩIW272233接線圖2、設計梯形圖程序，調試并記錄數(shù)據(jù)。輸入輸出電壓PIW溫度值執(zhí)行器開度PQW電壓V0V04V40%6V60%8V80%10V100%3、思考題：1）整理出運行調試后的梯形圖程序及注釋說明，寫出實驗中的問題及分析。2）S7-300的PLC模擬量模塊的測量信號類型有幾種"測量圍如何設定？3）S7-300的PLC模擬量模塊的模擬值用什么表示？三、綜合型自主實訓項目：機械滑臺工藝流程控制系統(tǒng)設計（二）一）實訓項目工藝要求：采用S7-300設計機械滑臺工藝流程控制系統(tǒng)，具體要：采用S7-300系列PLC和五層電梯模型完成控制任務。用電梯模型中的橋廂來模擬機械滑臺的工作臺，工作臺由三相異步電機拖動，電機轉速和正反轉運行由變頻器控制。樓層接近限位開關用于工作臺的位置控制。工作臺的工藝流程由任課老師指定?？刂埔螅汗ぷ髋_運行狀態(tài)分為三種方式：手動、單步和自動循環(huán)三種控制方式。其中，運行方式由開關S1、S2確定：S1斷開—手動，S1合上—自動；在自動方式下，S2斷開—單步運行，S2合上—自動循環(huán)控制方式。運行方式切換時，滑臺立即停止運行。手動控制：（點動）手動控制指示燈A亮，按住SB▲（二層），工作臺前進（電梯上升）；按住SB▼（二層），工作臺后退（電梯下降）。（松開按鈕立即停止）單步運行：單步運行指示燈G亮，滑臺位于初始原點（1層），按一下啟動按鈕SB▲（二層），系統(tǒng)轉換到下一步，完成該步的任務后，自動停止工作并停留在該步，再按一下啟動按鈕SB▲（二層），又往前走一步。按停止按鈕SB▼（五層），立即停止運行。自動循環(huán)控制：自動循環(huán)燈D亮，滑臺位于初始原點，按動啟動按鈕SB▲（二層），按工藝流程自動循環(huán)運行，運行一周后回到原點后暫停6秒后再接著運行，按停止按鈕SB▼（五層），立即停止運行。工藝流程中暫停延時需要用指示燈（報警燈）以1HZ的頻率閃爍指示。二）目的通過本次實訓使學生掌握：1）Step7編程軟件的使用方法和梯形圖、SFC圖編程語言的運用；2）實際程序的設計及實現(xiàn)方法；3）程序的調試和運行操作技術。從而提高學生對PLC控制系統(tǒng)的設計和調試能力。三）容與要求1、完成硬件選型、硬件接線圖。2、滑臺工藝流程控制系統(tǒng)設計。3、程序設計方法采用狀態(tài)轉移圖SFC圖進行設計或經(jīng)驗設計法。4、程序實現(xiàn)采用基于M的SFC轉化梯形圖實現(xiàn)或梯形圖實現(xiàn)。5、程序清單。6、工藝流程為：（此處放置指導老師指定的工藝流程）四、實訓報告要求報告應采用統(tǒng)一的報告紙書寫，應包括評分表、封面、目錄、正文、收獲、參考文獻（并按此順序裝訂）。報告中提供如下容：1、目錄2、正文（1）實訓任務書；（2）實訓容，三個任務分別寫a、每個實訓任務的總體設計方案（應有PLC的選型及依據(jù)）b、I/O分配表，PLC外部接線圖，程序中使用的元件及功能表；c、程序控制的SFC圖、梯形圖或指令表清單，注釋說明；d、調試、運行及其結果；3、收獲、體會4、參考文獻（注意實訓報告原則上手寫，允許打印，但雷同者的零分處理）五、實訓進度安排周次工作日工作容第一周1布置實訓任務，查找相關資料，熟悉實驗臺。2完成兩個基礎實訓項目。3根據(jù)綜合型實訓任務，完成總體設計方案（硬件選型、分配IO點等）4完成硬件接線，編寫程序并調試5編寫程序并調試第二周1編寫程序并調試2編寫程序并調試3編寫程序并調試及準備實訓報告4完成報告并于下午兩點之前上交5答辯本實訓共需兩周時間六、實訓考核辦法本實訓滿分為100分，其中實訓平時表現(xiàn)（含2個基礎實訓項目完成情況）30%、綜合型實訓項目答辯50%，實訓報告20%。2．基礎實訓項目一總體設計方案（應有PLC的選型及依據(jù)）要點亮16盞燈，即用到16個輸出端口，分別為Q0.0—Q1.7.按鍵要用到啟動和停止，兩個輸入端口，為I0.0，I0.1。總計18個IO端口。此端口數(shù)屬于中小型，所以選用西門子的S7-300系類。模塊要用數(shù)字量輸入模塊，數(shù)字量輸出模塊。因為要定時導通，要用到定時器，因為要定時6s，即六個定時器。IO分配輸入設備輸出設備啟動I0.0AQ1.0停止I0.1B--IQ1.1—Q1.7J--02Q0.0—Q0.7PLC外部接線圖Q1.0Q0.0Q0.1Q0.2Q0.3Q0.4Q0.5Q0.6Q0.7Q1.1Q1.2Q1.3Q1.4Q1.5Q1.6I0.0I0.1S7-300StartStop霓虹燈模塊元件及功能表：M0.0：通電保持狀態(tài)標志位。T0—T5：接通延時定時器，常開觸點由斷開變?yōu)榻油〞r計時，時間到時，該線圈通電。程序注釋：按下I0.0啟動程序，M0.0為通電狀態(tài)保持位置注釋：按下I0.0啟動程序，燈全滅。注釋：各定時器分別定時，T5用于循環(huán)。注釋：點亮A燈注釋：點亮A，B—I燈注釋：點亮A，B—I燈，J—02燈。注釋：點亮A，B—I燈，熄滅J—02燈。注釋：點亮A，熄滅B—I燈，J—02燈。注釋：熄滅A，B—I燈，J—02燈。調試、運行及其結果：各燈按照指定運行，先燈A亮1秒，接著燈B,C,D,E,F,G,H,I亮1秒,之后燈J1,J2,K1,K2,L1,L2,M1,M2,N1,N2,O1,O2也被點亮。1秒后，燈J1,J2,K1,K2,L1,L2,M1,M2,N1,N2，O1,O2熄滅，再過1秒，燈B,C,D,E,F,G,H,I熄滅，同樣再過1秒后，燈A熄滅。緊接著過1秒燈A再次被點亮，重復以上過程，循環(huán)往復。3．基礎實訓項目總體設計方案（應有PLC的選型及依據(jù)）因為顯示溫度時間，采集的是模擬信號，所以用到模擬量輸入模塊。用到一個IO輸入端口。在輸出電壓時，要用到模擬量輸出模塊，占用一個模擬量輸出端口，共計兩個IO端口，屬于中小型可編程控制器，選用S7-300.因為要在上位機上顯示出來，還要用到觸摸屏，在顯示溫度時，要將溫度記錄，用到數(shù)據(jù)塊，數(shù)據(jù)塊分為兩個，一個為采集數(shù)據(jù)塊，用于調用顯示溫度。一個用于顯示屏的記錄輸入數(shù)據(jù)，用于調用后在電壓表上顯示電壓。觸摸屏因為編的程序較小，選用MC1162。通信模式為：TCP/PI協(xié)議PLC300通過模擬量輸入模塊采集模擬信號，此時IW288輸入的是經(jīng)過換算的數(shù)字信號，經(jīng)過cpu的程序的處理，即調用FC1功能，通過上位機顯示出溫度。在上位機上，手動輸入數(shù)字，經(jīng)過調用FB1功能塊，再通過數(shù)字量輸入模塊30824003，在電壓表上顯示出來。途中要通過OB35進行一秒的信號的采集。開關用到一個，即S1，在OB1里激活OB35。IO分配：輸入設備輸出設備序號名稱代號地址序號名稱代號地址1開關S1I0.01電壓表M1或M2QW2882電位器10KΩIW2882333、流程圖圖3.3PLC外部接線圖元件及功能表MD26：用于存儲FC1輸出的溫度數(shù)據(jù)。MD40：用于存儲FB1輸出的電壓值。LD30,LD40：局部數(shù)據(jù)區(qū)，用于FB1，F(xiàn)C1中的臨時數(shù)據(jù)存儲。程序：注釋：在OB1里激活OB35。OB1OB35注釋：IW288將信號輸入FC1中，進行調用。注釋：將FC1中的結果存貯在DB2模塊中。注釋：將DB3中的數(shù)據(jù)通過調用FB1，存貯在MD40中，在截取低8位輸出。FB1注釋：將DB3中的的數(shù)字量轉換成雙整型，再乘以27648，再除以100，進行輸出，F(xiàn)C1注釋：將IW288的數(shù)字量轉換成雙整型，再轉換為浮點型。注釋：將浮點型數(shù)據(jù)先乘100，再除27648。DB2DB3調試、運行及其結果：輸入輸出電壓PIW288溫度值執(zhí)行器開度PQW288電壓V0V0V000V0V4V4V4040%4V4V6V6V6060%6V6V8V8V8080%8V8V10V10V100100%10V10V在上位機的溫度顯示中，通過調節(jié)電位器，顯示出溫度的變化，精確到小數(shù)點后兩位。在顯示器的開度一欄里，輸入數(shù)字（0--100），在電壓表里顯示出0—10v的電壓。4．綜合型自主實訓項目4.1總體設計方案（應有PLC的選型及依據(jù)）采用電梯模型中的轎廂來模擬機械滑臺，工作臺由三相異步電動機拖動，電機轉速和正反轉運行由變頻器控制。正反轉，及快速，慢速，用到共計四個IO輸出口工作臺的位置由樓層的限位開關控制，要用到四個IO輸入端口。滑臺運行狀態(tài)分為三種方式：手動方式、單步方式和自動循環(huán)三種控制方式。其中，運行方式是由外部開關S1、S2確定的，S1斷開時為手動方式，S1合上時為自動方式；S2斷開為單步運行方式，S2合上為自動循環(huán)控制方式。此處為兩個IO輸入口。運行切換時，滑臺立即停止運行。還有四個指示燈，綜上，共計19個IO端口，屬于中小型可編程控制器，所以選用S7-300系類的PLC和四層電梯實現(xiàn)控制任務。4.2設計方案：主電路設計方案工藝流程圖如下圖1所示：暫停6秒暫停6秒暫停5秒快進SQ4SQ3圖1工藝流程圖工作臺的快進由電機的正轉和快速來控制，后退由電機反轉和高速來控制，工進由電機的正轉和低速來控制。手動控制時用外部LED的A燈來指示，單步控制時用外部LED的G燈來指示，自動循環(huán)控制時用外部LED的D燈來指示。工作臺啟動按鈕由二層上呼按鈕SB2▲來控制，后退按鈕由二層下呼按鈕SB2▼控制，停止按鈕由五層下呼按鈕SB5▼控制。最后通過PLC程序代碼來實現(xiàn)工藝流程的順序控制。I/O模塊的地址分配輸入設備輸出設備序號名稱代號地址序號名稱代號地址1轉換開關1S1I1.01電機正轉DIN1Q0.02轉換開關2S2I1.12電機反轉DIN2Q0.13二層上呼按鈕SB2▲I0.03電機低速DIN3Q0.24二層下呼按鈕SB2▼I0.14電機高速DIN4Q0.35五層下呼（停止）按鈕SB5▼I0.35蜂鳴器PQ0.76一層定位傳感器SQ1I0.46手動指示燈AQ0.47二層定位傳感器SQ2I0.57單步指示燈GQ0.58三層定位傳感器SQ3I0.68循環(huán)指示燈DQ0.69四層定位傳感器SQ4I0.79工作方式開關的切換對照表S1（I1.0）S2(I1.1)工作方式0*手動10單步11自動循環(huán)PLC外部接線圖電梯模塊1號接口電梯模塊1號接口I1.1I1.2I0.1I0.2I0.3I0.7I0.4I0.5I0.6Q0.0Q0.1Q0.2Q0.3Q0.4Q0.5Q0.6Q0.7S1S2電梯模塊7號接口電梯模塊8號接口電梯模塊13號接口電梯模塊2號接口電梯模塊3號接口電梯模塊4號接口DIN1DIN2DIN4DIN5AGD元件及功能表M0.0為FC2的激活位置，M1.為FC3激活位置。其余M全為活動步。T為SD定時器:接通延時定時器，常開觸點由斷開變?yōu)榻油〞r計時，時間到時，該線圈通電。T0在SQ2處延時6s，T1為在原點處定時5。流程圖：開始開始S1閉合？N調用FC1S2閉合？調用FC2調用FC3NYY開始開始FC1:二層上呼按鈕按下？電梯上行二層下呼按鈕按下？電梯下行NYYN圖3自動循環(huán)運行順序功能圖圖4單步運行順序功能圖II0.4*I0.0M1.1M1.2M1.3M1.4M1.0T0：SD6SQ0.0，Q0.2Q0.0Q0.3I0.5T0T1I0.5T1M1.5Q0.0Q0.3M1.6M1.7T1SD5SI0.6I0.4I0.7Q0.1Q0.3II0.4*I0.0M0.1M0.2M0.3M0.4M0.0M0.7T0：SD6SQ0.0，Q0.2Q0.0Q0.2Q0.0Q0.2I0.5T0*I0.0*I0.5I0.6I0.7*I0.0I0.5*I0.0T1M0.5Q0.1Q0.3M0.6M0.7Q0.0,Q0.2M2.0M2.1Q0.1Q0.3I0.5I0.5*I0.0I0.7I0.4OB1：注釋：松開I1.0，消除各模塊中的M位的記憶。注釋：按下I1.0，松開I1.1，使各模塊中的M位復位，并且使M0.0置位。注釋：按下I1.0和I1.1，使各模塊中的M位復位，并且使M1.0置位。注釋：松開I1.0，調用FC1模塊。A燈亮。注釋：按下I1.0，松開I1.1，調用FC2模塊。G燈亮。注釋：按下I1.0和I1.1調用FC3模塊。D燈亮。FC1注釋：按下I0.0前進。注釋：按I0.1下后退。-.z.FC2注釋：停止。FC34.3程序說明（1）主程序的OB1在主程序的OB1中，通過調用功能（FC）的方式來實現(xiàn)各種工作方式的切換。工作方式的選擇開關是由S1，S2的撥動開關選擇，同時只能選擇一種工作方式。選擇手動工作方式時斷開S1，合上S2，手動指示燈A燈亮，調用手動程序FC1；選擇單步工作方式時合上S1，斷開S2，單步指示燈G燈亮，調用程序FC1，選擇自動循環(huán)工作方式時合上S1、S2，循環(huán)指示燈D燈亮，調用程序FC3。（2）手動程序FC1手動操作時，用I0.0和I1.1對應的2個按鈕SB2▲、SB2▼控制滑臺的上升與下降，為了保證系統(tǒng)的安全運行，在手動程序中設置了一些必要的聯(lián)鎖：用一樓和四樓的定位傳感器I0.4和I0.7的常閉觸點限制滑臺運動的上下極限位置。（3）單步控制程序FC2單步運行時，I1.1為1狀態(tài)，I1.2為0狀態(tài)，即S1閉合，S2斷開。根據(jù)順序功能圖先使工作臺回到原點，然后每按下一次按鈕SB2▲，執(zhí)行一步，在按下停止按鈕SB5▼時，立即停止運行。（4）自動循環(huán)工作程序FC3循環(huán)工作方式時，I1.1和I1.2為1狀態(tài)，即S1、S2均閉合，在初始狀態(tài)按下啟動按鈕I1.1，M1.0變?yōu)?狀態(tài)，滑臺根據(jù)設計的工藝流程運行，當滑臺在步M1.7返回M1.1原點時，I2.1為1狀態(tài)，系統(tǒng)將自動循環(huán)的工作下去。4.4.程序的調試運行及其結果手動控制的調試運行及結果手動控制（點動）：手動控制指示燈A燈亮，按住二層上呼按鈕時(I0.0)，滑臺上升，當在任意位置（不超過四層）松開按鈕時，滑臺停止上升，當按住二層下呼按鈕時(I0.1)，滑臺下降，當在任意位置（不低于一層）松開按鈕時，滑臺立即停止下降。為了安全考慮所以設計了兩個極限位置，當?shù)竭_四層時，四層限位傳感器（I0.7）檢測到信號，立即停止滑臺上升，當達到一層時，一層限位傳感器(I0.4)檢測到信號,立即停止滑臺下降。所設計的程序可以完成控制的手動控制。單步控制的調試運行及結果單步運行：單步控制指示燈G燈亮，滑臺需位于原點（1層），按動啟動按鈕SB2▲(2層)，滑臺立即高速上升到3樓，第二次按動啟動按鈕SB2▲(2層)，高速回到1樓，第三次按SB2▲(2層)之后滑臺低速上升到4樓，第四次按SB2▲(2層)后高速下降到2樓，第五次按動啟動按鈕SB2▲(2層)后低速上升到3樓，最后按動SB2▲(2層)滑臺高速下降回